Bacteriën met een geheugen: wat we ontdekt hebben verandert alles wat we dachten te weten

Er was iets dat me de slaap costoof nadat ik er voor het eerst over las. Bacteriën — die microscopisch kleine wezentjes waartegen we al decennialang vechten met antibiotica — hebben mogelijk een geheugen. Echte herinneringen. En ze kunnen die doorgeven aan hun kinderen. Afhankelijk van hoe je het bekijkt is dat ofwel geweldig, ofwel angstaanjagend.

Wat hebben ze precies ontdekt?

Onderzoekers van Carnegie Mellon en Georgia Tech bestudeerden E. coli-bacteriën — je weet wel, die in je darmen rondhangen — en vonden iets verbijsterends. Deze eencellige organisme reageren niet alleen op wat er momenteel om hen heen gebeurt. Ze nemen beslissingen op basis van eerdere ervaringen.

De wetenschappers stelden bacteriën bloot aan wisselende voedingsomstandigheden en zagen wat er gebeurde. Het bijzondere: de bacteriën reageerden niet simpelweg op de huidige omgeving. Ze leken te "onthouden" wat er eerder was gebeurd en gebruikten die informatie om zich aan te passen. Onderzoeker Josiah Kratz verwoordde het zo: "De cel reageert niet alleen op input uit de omgeving op dat moment, maar neemt eigenlijk beslissingen op basis van zijn voorgeschiedenis."

Mijn eerste gedachte was dezelfde als die je nu misschien ook hebt: betekent dit dat bacteriën bewust zijn?

Het geheugen wordt steeds gekker

Hier wordt het echt interessant. Wanneer bacteriën stress ervaren — bijvoorbeeld voedselgebrek — produceren ze bepaalde biomoleculen die de werking van hun eiwitten veranderen. Deze veranderingen worden doorgegeven aan dochtercellen en zelfs kleindochtercellen. Toekomstige generaties erven dus herinneringen over omstandigheden die ze zelf nooit hebben meegemaakt.

Laat dat even tot je doordringen. Een achter-achter-achterkleinkind van een bacterie "weet" ineens van een tegenslag die plaatsvond voordat het überhaupt bestond. Dat is min of meer de bacteriële versie van geboren worden met het trauma van je grootmoeder.

Dit heeft flinke praktische gevolgen. Als bacteriën kunnen leren en onthouden, kunnen ze mogelijk ook dreigingen anticiperen — zoals antibiotica. En daar komen we bij het antibioticaresistentieprobleem, dat heel eerlijk is een van de griezeligste uitdagingen voor de moderne geneeskunde.

Waarom dit belangrijk is voor antibiotica

Laten we niet om de hete brij heen draaien: antibioticaresistentie is nu al een enorm wereldwijd gezondheidsprobleem. Als bacteriën niet zomaar willekeurig muteren om onze medicijnen te overleven, maar daadwerkelijk leren en zich aanpassen op basis van eerdere ervaringen, dan verandert dat alles aan hoe we bacteriële infecties moeten behandelen.

Kratz is er duidelijk over: "Als we bacteriën echt beter willen begrijpen en controleren, dan moeten we ook rekening houden met wat ze in het verleden hebben meegemaakt."

Misschien zijn de bacteriën die je vorige antibioticakuur hebben overleefd niet zomaar de gelukkige mutanten — het kunnen kleine generaals zijn die de vorige strijd onthouden en zich voorbereiden op de volgende.

Maar denken ze ook echt na?

Voordat we ons zorgen gaan maken dat bacteriën stiekem samenzweren, laten we even gas terugnemen. Sommige wetenschappers stellen de theorie van de "Cellulaire Basis van Bewustzijn" voor — het idee dat zelfs de kleinste organismen een vorm van bewustzijn zouden kunnen hebben. Zij beargumenteren dat associatief leren en geheugenvorming fundamenteel cognitieve processen zijn.

Maar hier komt het: bewustzijn is zo'n onderwerp waar zelfs experts het niet eens worden over de definitie. Wanneer onderzoekers het hebben over bacteriële "herinneringen," bedoelen ze niet per se gedachten of gevoelens zoals bij menselijk bewustzijn.

Zoals Kratz zelf opmerkt: "Als je geheugen definieert als het volharden van informatie over tijd, dan hoef je daar geen bewustzijn of intelligentie voor."

Misschien is de beste manier om ernaar te kijken: bacteriën zijn ongelooflijk geavanceerde informatieverwerkingssystemen. Ze zitten niet na te denken over de zin van het leven, maar ze doen beslist meer dan alleen maar doelloos overleven. Ze leren. Ze passen zich aan. En nu weten we dat ze kunnen onthouden.

Wat betekent dit voor ons?

Persoonlijk vind ik dit zowel beneerder als opwindend. We hebben zo lang gedacht dat bacteriën simpele levensvormen zijn — zomaar chemische machinejes die hun ding doen. Maar hoe meer we kijken, hoe complexer hun gedrag blijkt te zijn.

En wat me het meest raakt: als bacteriën kunnen leren en onthouden, wat voor andere wezens doen dat dan stilzwijgend? Welke andere "simpele" organismen verbergen verrassend geavanceerde cognitieve vermogens?

De onderzoekers waren niet uitgegaan om te filosoferen over bewustzijn. Ze wilden gewoon begrijpen hoe E. coli erin slaagt in zulke uiteenlopende omgevingen te overleven. Maar de grootste ontdekkingen komen soms voort uit ogenschijnlijk eenvoudige vragen.

Misschien is de grens tussen "simpel" en "complex" leven niet zo duidelijk als we altijd hebben gedacht. En misschien — heel misschien — zijn onze herinneringen niet zo uniek van ons als we graag willen geloven.

Hoe dan ook: bacteriën zijn vanaf nu een stuk interessanter op feestjes.